На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Образованию микротрещин

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

В интервале 20—400° С процессы, приводящие к образованию микротрещин, развиваются преимущественно в теле зерен, т. е. происходит внутри-зеренное разрушение (рис. 134, а и б). По мере увеличения температуры испытания (до 800° С) границы зерен материала основы ослабляются и по границам зерен развиваются трещины усталостного разрушения (рис. 134, в).[1, С.226]

Однако закалка толстостенных изделий приводит в некоторых случаях к образованию микротрещин, возникающих вследствие того, что из-за недостаточной теплопроводности материала поверхностный слой детали охлаждается быстрее, чем внутренние, и материал дает усадку. Поэтому термообработанные детали, имеющие высоту свыше 10 мм, следует охлаждать со скоростью 30° С/ч в печи до температуры 100° С, а затем в асбестовом одеяле до комнатной температуры.[3, С.187]

Накопление дефектов одного типа (микроскопических) приводит к их слиянию и росту, образованию микротрещин и пор, которые еще более снижают прочность материала. В настоящее время уже имеются новые материалы в виде бездефектных нитевидных кристаллов («усов»), обладающие прочностью, близкой к теоретической. Однако исходя из современного уровня развития машиностроения реальным на данном этапе представляется путь эффективного использования существующих материалов (металлов). За последние годы с появлением новых высокопрочных металлов и сплавов ужесточились условия эксплуатации машин, аппаратов и конструкций, что привело к переоценке конструктивных критериев.[5, С.6]

На втором этапе картина резко меняется. Развившаяся на первом этапе сеть раковин на поверхности катода в условиях действия по-ндермоторных нагрузок приводит к образованию микротрещин в приповерхностных слоях и их проникновению в глубину материала. По-ндермоторные нагрузки в условиях работы автокатодов из углеродных волокон близки к критическим. Поэтому появившиеся трещины стимулируют отрыв кусков материала от основной части катода.[6, С.144]

При горячей деформации в металле одновременно проходят два процесса: зарождение микропор, пластических разрыхлений и микротрещин, которые при достижении критических значений приводят к образованию микротрещин и разрушению, а также «залечивание» пор и трещин, восстановление запаса пластичности.[2, С.14]

Чередование областей, обогащенных и обедненных примесями и легирующими элементами, в грубодисперсной структуре, состоящей из пластин «-фазы, приводит, по-видимому, к увеличению неравномерности пластической деформации и концентрации напряжений. Это способствует образованию микротрещин, ответственных за снижение прочности и пластичности и повышение чувствительности к надрезу.[8, С.348]

Фреттинг-усталость представляет собой усталостное разрушение, вызванное фреттингом. Предполагается, что причинами преждевременного возникновения зародышей усталостных повреждений могут быть либо абразивное действие шероховатостей и образование микротрещин около них [15], либо приводящие к образованию микротрещин циклические напряжения в зоне контакта поверхностей [14], либо возникающие вблизи поверхности на небольшой глубине и вызывающие расслоение поверхности в зоне фреттинга циклические касательные напряжения [28]. В соответствии с гипотезой об абразивном действии предполагается, что шероховатости поверхностей и обломившиеся твердые частицы при относительном циклическом движении поверхностей, находящихся в условиях фреттинга, образуют к_анавки и удлиненные выемки на поверхностях. При этом продольные оси мелких канавок и удлиненных выемок параллельны между собой и их направление совпадает с направлением движения фреттинга, как схематично показано на рис. 14.1.[9, С.478]

К недостаткам поликарбоната следует отнести склонность к образованию микротрещин в поверхностном слое под влиянием остаточных напряжений после механической обработки и вследствие инородных[12, С.34]

Усталостное изнашивание. Усталостные повреждения при контактном взаимодействии твердых тел в результате повторного деформирования поверхностных слоев сводятся к изменению свойств этих слоев, разрыхлению материала и образованию микротрещин. Рентгеновский анализ структурных изменений поверхностей трения показал [262], что важная роль в процессе усталостного изнашивания принадлежит остаточной деформации в поверхностном слое материала. Поэтому примем в качестве основного управляющего параметра с, определяющего степень усталостного повреждения, остаточную интенсивность деформации ЕТ в поверхностном слое при внешнем трении за время гс. Тогда эволюционное соотношение (1.5.10) приобретает вид [1401[14, С.62]

При длительной эксплуатации детали машин подвергаются повторно-переменным нагрузкам (растяжение—сжатие). При напряжениях, меньших предела текучести или предела упругости, они могут внезапно разрушиться. Это явление называют усталостью металлов. Оно заключается в том, что сдвиги, происходящие в зернах, приводят к образованию микротрещин, количество и размеры которых постепенно увеличиваются.[10, С.20]

Кристаллы мартенсита в пространстве представляют собой пластины, сужающиеся к концу, и на фотографиях, снятых с плоскости шлифа, кажутся игольчатыми. Согласно результатам электронно-микроскопических и рентгеновских исследований, кристаллы мартенсита имеют мелкоблочное строение с размером блоков по-рядка 10~х м. Кристаллы мартенсита располагаются под углами 60 и 120° относительно друг друга. Это говорит о том, что они формируются по определенным кристаллографическим плоскостям исходной аустенитной фазы. Размер кристаллов мартенсита зависит от величины кристаллов аустенита, поэтому из мелкозернистого аустенита образуется мелкоигольчатый мартенсит, из крупнозернистого аустенита - крупноигольчатый. Превращение аустенита в мартенсит происходит с изменением объема (1% для стали с 1% С). Это вызывает значительные микронапряжения, дробление блоков и фазовый наклеп. Внутренние напряжения увеличиваются при увеличении содержания углерода в стали и могут приводить к образованию микротрещин в закаленной стали. Вследствие деформации кристалла мартенсита в процессе его образования и роста в нем наблюдается высокая плотность дислокаций, порядка 10'2 см"2 для высокоуглеродистой стали.[12, С.163]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лозинский М.Г. Тепловая микроскопия материалов, 1976, 304 с.
2. Полухин П.И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Изд.2, 1983, 352 с.
3. Горяинова А.В. Фторопласты в машиностроении, 1971, 232 с.
4. Хрущов М.М. Износостойкость и структура твердых наплавок, 1971, 96 с.
5. Цибрик А.Н. Основы структурно-геометрического упрочнения деталей, 1979, 180 с.
6. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов, 2001, 288 с.
7. Колбасников Н.Г. Теория обработки металлов давлением, , 311 с.
8. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов, 1971, 496 с.
9. Коллинз Д.N. Повреждение материалов в конструкциях, 1984, 624 с.
10. Стерин И.С. Машиностроительные материалы Основы металловедения и термической обработки, 2003, 344 с.
11. Браутман Л.N. Композиционные материалы с металлической матрицей Т4, 1978, 504 с.
12. Машков Ю.К. Трение и модифицирование материалов трибосистем, 2000, 280 с.
13. Арзамасов Б.Н. Материаловедение, 2002, 657 с.
14. Левин В.А. Избранные нелинейные задачи механики разрушения, 2004, 408 с.
15. Горицкий В.М. Диагностика металлов, 2004, 406 с.

На главную